工具Valgrind仿真调试工具的使用

　　Valgrind简介
　　Valgrind是一套Linux下，开放源代码（GPLV2）的仿真调试工具的集合。
　　Valgrind工具包包含多个工具，如Memcheck、Cachegrind、Helgrind、Callgrind、Massif。Memcheck工具
　　Memcheck工具是Valgrind中最常用的工具，用来检测程序中出现的内存问题。它能检测如下问题：使用未初始化内存；使用释放后的内存；使用超出malloc分配的内存块；对堆栈的非法访问；内存泄漏；不正确的mallocfree或newdelete匹配；memcpy（）相关函数中的dst和src指针重叠。Cachegrind工具
　　Callgrind收集程序运行时的一些数据，函数调用关系等信息，还可以有选择地进行cache模拟。在运行结束时，它会把分析数据写入一个文件。callgrindannotate可以把这个文件的内容转化成可读的形式。Helgrind工具
　　它主要用来检查多线程程序中出现的竞争问题。Helgrind寻找内存中被多个线程访问，而又没有一贯加锁的区域，这些区域往往是线程之间失去同步的地方，而且会导致难以发掘的错误。Helgrind实现了名为Eraser的竞争检测算法，并做了进一步改进，减少了报告错误的次数。Callgrind工具
　　它模拟CPU中的一级缓存I1，D1和L2二级缓存，能够精确地指出程序中cache的丢失和命中。如果需要，它还能够为我们提供cache丢失次数，内存引用次数，以及每行代码，每个函数，每个模块，整个程序产生的指令数。这对优化程序有很大的帮助。Massif工具
　　堆栈分析器，它能测量程序在堆栈中使用了多少内存，告诉我们堆块，堆管理块和栈的大小。
　　Massif能帮助我们减少内存的使用，在带有虚拟内存的现代系统中，它还能够加速我们程序的运行，减少程序停留在交换区中的几率。
　　Valgrind由内核（core）以及基于内核的其他调试工具组成。其基于仿真方式对程序进行调试，它先于应用程序获取实际处理器的控制权，并在实际处理器的基础上仿真一个虚拟处理器，并使应用程序运行于这个虚拟处理器之上，从而对应用程序的运行进行监视。
　　应用程序并不知道该处理器是虚拟的还是实际的，已经编译成二进制代码的应用程序并不用重新进行编译，Valgrind直接解释二进制代码使得应用程序基于它运行，从而能够检查内存操作时可能出现的错误。所以在Valgrind下运行的程序运行速度要慢得多，而且使用的内存要多得多。因此，最好在性能好的机器上使用Valgrind，并且是在开发调试阶段使用。Valgrind安装
　　Valgrind的安装方式很简单。我们首先查看一下我们的系统中有没有Valgrind：
　　显然，我们这里的系统中没有Valgrind，按提示输入如下命令安装即可：sudoaptinstallvalgrind
　　另外，也可以通过下载源码编译、安装。
　　源码地址：
　　http：valgrind。org
　　下载源码的命令：wgethttp：valgrind。orgdownloadsvalgrind3。14。0。tar。bz2Valgrind使用
　　准备一个有内存泄漏、内存越界问题的demo进行测试。为了方便，我们使用官方提供的一个经典的测试demo：
　　valgrindtest。c：includestdlib。hvoidf（void）｛intxmalloc（10sizeof（int））；x〔10〕0；problem1：heapblockoverrun｝problem2：memoryleakxnotfreedintmain（void）｛f（）；return0；｝
　　这份代码存在两个问题：使用超出malloc分配的内存。内存泄漏。
　　下面一起来使用valgrind的Memcheck工具来检测这份程序。
　　首先，我们使用g编译程序以包含调试信息，以便Memcheck的错误消息包含确切的行号。gccgvalgrindtest。covalgrindtest
　　使用valgrind检测valgrindtest程序：valgrindleakcheckyes。valgrindtest
　　我们可以用tool参数指明使用的工具，如：toolmemcheck
　　如果不明确设置tool参数，则valgrind的检测工具默认使用的是Memcheck工具。leakcheckyes选项打开详细的内存泄漏检测器。
　　我们执行检测工具之后的结果如：
　　7407Memcheck，amemoryerrordetector7407Copyright（C）20022017，andGNUGPLd，byJulianSewardetal。7407UsingValgrind3。13。0andLibVEX；rerunwithhforcopyrightinfo7407Command：。valgrindtest74077407Invalidwriteofsize47407at0x108668：f（valgrindtest。c：6）7407by0x108679：main（valgrindtest。c：11）7407Address0x522d068is0bytesafterablockofsize40allocd7407at0x4C2FB0F：malloc（inusrlibvalgrindvgpreloadmemcheckamd64linux。so）7407by0x10865B：f（valgrindtest。c：5）7407by0x108679：main（valgrindtest。c：11）740774077407HEAPSUMMARY：7407inuseatexit：40bytesin1blocks7407totalheapusage：1allocs，0frees，40bytesallocated7407740740bytesin1blocksaredefinitelylostinlossrecord1of17407at0x4C2FB0F：malloc（inusrlibvalgrindvgpreloadmemcheckamd64linux。so）7407by0x10865B：f（valgrindtest。c：5）7407by0x108679：main（valgrindtest。c：11）74077407LEAKSUMMARY：7407definitelylost：40bytesin1blocks7407indirectlylost：0bytesin0blocks7407possiblylost：0bytesin0blocks7407stillreachable：0bytesin0blocks7407suppressed：0bytesin0blocks74077407Forcountsofdetectedandsuppressederrors，rerunwith：v7407ERRORSUMMARY：2errorsfrom2contexts（suppressed：0from0）
　　输出结果包含有很多信息，我们可以很容易查看到了关键的信息：
　　其中，输出信息告诉我们无效地写入了4个字节，并且提示了可能出现问题的代码行数。堆栈跟踪告诉我们调用了一次malloc申请内存，但并没有free，并且指出了在哪里分配了内存。
　　另外，这里的7407表示的是进程ID号。
　　内存泄漏有几种类型，最重要的两类是：definitelylost（明确的泄漏）possiblylost（可能的泄漏）
　　其中，明确的泄漏必须要进行修复。
　　以上就是关于valgrind最常用的Memcheck工具的简单使用介绍，使用Memcheck工具有时候我们可以很清楚地检测出程序存在的一些隐患。其它工具今后有用到的话再做分享，大家感兴趣的话可以自行去研究学习。Valgrind交叉编译
　　1、下载valgrind源码包：wgethttp：valgrind。orgdownloadsvalgrind3。14。0。tar。bz2
　　2、修改valgrind里的configure文件：
　　把armv7）改成armv7arm）。
　　3、生成Makefile。configurehostarmlinuxgnueabihfCChomeLinuxZnToolChaingccarmlinuxgnueabihf6。2。1binarmlinuxgnueabihfgccCXXhomeLinuxZnToolChaingccarmlinuxgnueabihf6。2。1binarmlinuxgnueabihfgprefixPWDtmp
　　这个命令似乎很长，但并不难，只是加了几个配置参数。这些配置参数怎么看？
　　我们可以输入。configurehelp命令来查看支持的配置：
　　下面我们依次来分析上面那个很长的命令：hostarmlinuxgnueabihf：表明了我们最终可执行文件运行的环境。CChomeLinuxZnToolChaingccarmlinuxgnueabihf6。2。1binarmlinuxgnueabihfgcc：这是指定我们的交叉编译工具armlinuxgnueabihfgcc，这里直接给出绝对路径。CXXhomeLinuxZnToolChaingccarmlinuxgnueabihf6。2。1binarmlinuxgnueabihfg：这是指定我们的交叉编译工具armlinuxgnueabihfg，这里直接给出绝对路径。prefixPWDtmp：指定安装的路径。表明安装路径在当前路径下的tmp文件夹中。
　　这时候已经生成了Makefile文件：
　　编译、安装：makemakeinstall
　　安装完成后tmp文件夹下的内容为：
　　这时候我们就可以把tmp整个文件夹拷到板子上使用了。tmp的大小为一百多兆，注意查看板子存储空间够不够：
　　我们可以配置板子上的valgrind环境。如果仅是临时使用，可以这么用：tmpbinvalgrindtoolmemcheckleakcheckyes。valgrindtest
　　其中，tmp文件夹与与valgrindtest在同一路径。这时候可能会报如下错误：valgrind：failedtostarttool‘memcheck’forplatform‘armlinux’：Nosuchfileordirectory
　　这是因为valgrind需要依赖其动态库，而没有找到动态库。因为是临时测试，在valgrindtest路径输入如下命令进行设置：exportVALGRINDLIBtmplibvalgrind
　　这只是在当前开发板终端生效，下次重新进入开发板终端需要重新设置。参考资料
　　1、https：www。valgrind。orgdocsmanualquickstart。htmlquickstart。prepare
　　2、https：blog。csdn。netandylaurenarticledetails93189740
　　3、https：zhuanlan。zhihu。comp75416381
　　4、https：blog。csdn。netlistener51articledetails86716497？depth1
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